溶接構造体の製造方法
【課題】片面に予め塗装が施された塗装金属板と、塗装が施されていない非塗装金属板を電気抵抗溶接して溶接構造体を製造したときに、塗装金属板の塗装面を変色させることなく溶接接合できる溶接構造体の製造方法を提供する。
【解決手段】金属板同士を溶接して溶接構造体を製造するにあたり、第一面に塗装が施された塗装金属板と、第一面に錐状の凸部を設けた非塗装金属板を準備し、前記非塗装金属板の第一面とは反対側の第二面を前記塗装金属板の第一面とは反対側の第二面に当接させ、前記凸部に電気抵抗溶接用の電極を当てて電気抵抗溶接を行なう。
【解決手段】金属板同士を溶接して溶接構造体を製造するにあたり、第一面に塗装が施された塗装金属板と、第一面に錐状の凸部を設けた非塗装金属板を準備し、前記非塗装金属板の第一面とは反対側の第二面を前記塗装金属板の第一面とは反対側の第二面に当接させ、前記凸部に電気抵抗溶接用の電極を当てて電気抵抗溶接を行なう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板同士を電気抵抗溶接して溶接構造体を製造する方法に関するものであり、詳細には、片面に予め塗装が施された塗装金属板と、非塗装金属板を電気抵抗溶接して溶接構造体を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
机や書棚、キャビネットなどの家具は、強度を確保するために、非塗装金属板（例えば、鋼板）同士を電気抵抗溶接によって接合し、組み立てられた後、外観を良好なものとして意匠性を高めるために、表面にスプレーやはけ塗り等によって塗装が施される。しかし、生産性の向上やコスト削減のために、片面に予め塗装が施された塗装金属板（プレコート金属板と呼ばれることがある。）と非塗装金属板を電気抵抗溶接して接合し、組み立てることが試みられている。
【０００３】
片面に予め塗装が施された塗装金属板と、塗装が施されていない非塗装金属板を電気抵抗溶接して溶接構造体を製造する技術として、例えば、特許文献１、２が知られている。特許文献１には、少なくとも片面に塗装が施された塗装板の非塗装面に、板材を重ね合わせ、塗装板の塗膜を除いた箇所に電気抵抗溶接用の電極を当接させて電気抵抗溶接を行なうことが開示されている。特許文献２には、金属板の一部に、一般部より一段高い座面を形成し、この座面に電極を加圧接触させて座面を押しつぶすように溶接することを特徴とするシリーズスポット溶接方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２１０５６４号公報
【特許文献２】特開２００２−２３９７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし上記特許文献１の技術では、電気抵抗溶接を行なうために金属面を露出させなければならず、操作が煩雑となる。また、上記特許文献２の技術では、座面の周縁部よりも中央部が先に押し潰されるため、溶接時に形成されるナゲット周辺に空隙が発生し、溶接強度が低下することがある。
【０００６】
また、溶接時に発生する熱によって塗装膜が熱影響を受けると、塗装膜は変色し、意匠性が劣化するという問題も生じる。そのため塗装金属板と非塗装金属板を溶接して溶接構造体を製造する技術は、上述した特許文献１や２の技術が提案されているものの、塗装金属板の意匠性を劣化させることなく、塗装金属板と非塗装金属板を溶接して溶接構造体を製造することは困難であり、未だ実用化されていないのが実情である。
【０００７】
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、片面に予め塗装が施された塗装金属板と、塗装が施されていない非塗装金属板を電気抵抗溶接して溶接構造体を製造したときに、塗装金属板の塗装面を変色させることなく溶接接合できる溶接構造体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決することのできた本発明に係る溶接構造体の製造方法とは、第一面に塗装が施された塗装金属板と、第一面に錐状の凸部を設けた非塗装金属板を準備し、前記非塗装金属板の第一面とは反対側の第二面を前記塗装金属板の第一面とは反対側の第二面に当接させ、前記凸部に電気抵抗溶接用の電極を当てて電気抵抗溶接を行なう点に要旨を有する。
【０００９】
前記塗装金属板の厚みは、例えば、０．８ｍｍ以上で、前記非塗装金属板の厚みは、例えば、０．６ｍｍ以上である。前記塗装金属板および／または前記非塗装金属板の母材は、鋼板であってもよい。この鋼板は、亜鉛めっき鋼板であってもよい。前記塗装金属板に設けられた塗装膜は、例えば、熱硬化性樹脂膜が挙げられる。
【００１０】
本発明には、上記の製造方法で得られた溶接構造体を含む家具も包含される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第一面に錐状の凸部を設けた非塗装金属板を準備し、この非塗装金属板の第二面（第一面とは反対側の面）を、片面に塗装が施された塗装金属板の非塗装面（以下、第二面と呼ぶことがある。）に当接させ、凸部に電気抵抗溶接用の電極を当てて電気抵抗溶接を行なっているため、溶接時に非塗装金属板の第二面と塗装金属板の第二面の間に発生する熱を、非塗装金属板に設けられた凸部の底面周縁に分散させることができる。その結果、塗装金属板が溶接時に局所的に加熱されることを防止できるため、溶接熱が塗装金属板内を塗装面まで伝導して塗装膜に熱影響を与えて変色するのを防止でき、意匠性に優れた溶接構造体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、溶接構造体を製造するときの過程を示した説明図である。
【図２】図２は、図１（ａ）の拡大図である。
【図３】図３は、図１（ａ）に示した非塗装金属板２の拡大図である。
【図４】図４は、非塗装金属板２として、平面状の非塗装金属板２を用いた構成例を示す説明図である。
【図５】図５は、図２に示した積層体の塗装面（第一面）１ｃの下に保護フィルム５を敷設した構成例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明者らは、片面に塗装が施された塗装金属板（即ち、塗装膜が設けられた金属板）と、非塗装金属板を溶接したときに、塗装金属板に設けられた塗装膜が溶接時に熱影響を受けて変色するのを防止し、塗装金属板の意匠性が良好な溶接構造体を製造する方法について鋭意検討を重ねてきた。その結果、第一面に錐状の凸部を設けた非塗装金属板を準備し、この非塗装金属板の第二面を、塗装金属板の第一面（塗装面）とは反対側の第二面に当接させて積層体とし、非塗装金属板に設けた凸部に電気抵抗溶接用電極を当てて電気抵抗溶接を行なえば、溶接時に発生する熱を分散させることができるため、塗装面の意匠性を劣化させることなく溶接構造体を製造できることを見出し、本発明を完成した。
【００１４】
以下、本発明の溶接構造体を製造する方法について図面を参照しつつ具体的に説明するが、本発明は図示例に限定されるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００１５】
図１は、本発明に係る溶接構造体を製造するときの過程を模式的に示した説明図であり、縦断面図で示している。図２は、図１（ａ）の拡大図である。図３は、図１（ａ）に示した非塗装金属板２の拡大図である。
【００１６】
図中、１は塗装金属板、２は非塗装金属板、３は電気抵抗溶接用の電極を示している。塗装金属板１は、母材１ａの片面に塗装が施されており、１ｂは塗装膜を示している。本明細書では、塗装が施された面を第一面１ｃ、この第一面１ｃとは反対側の面を第二面（非塗装面）１ｄとする。非塗装金属板２には、錐状の凸部２ａが設けられており、本明細書では、凸部２ａが設けられた面を第一面２ｂ、この第一面２ｂとは反対側の面を第二面２ｃとする。
【００１７】
本発明では、図１（ａ）に示すように、第一面に塗装が施された塗装金属板１と、第一面に錐状の凸部２ａを設けた非塗装金属板２を準備し、非塗装金属板２の第一面とは反対側の第二面を、塗装金属板１の第一面とは反対側の第二面に当接させて積層体とする。そして、非塗装鋼板２に設けた凸部２ａに、電気抵抗溶接用の電極３ａを当てて電気抵抗溶接を行なう。このとき他方の電極３ｂは、塗装金属板１の第二面（非塗装面）１ｄに当てる。電極３ａを凸部２ａに当てて電気抵抗溶接を行なうと、図２に示した凸部２ａの周縁部２ｄと、塗装金属板１のうち前記周縁部２ｄと接する部位との間で、溶接電流が流れ、電気抵抗熱によって周縁部２ｄが加熱される。加熱された周縁部２ｄは、軟化する。更に溶接電流を流して電気抵抗溶接を続けると、凸部２ａの周縁部２ｄから母線に沿って側面部へと電気抵抗熱が伝播し、凸部２ａの側面部も軟化する。その結果、凸部２ａを塗装金属板１側へ押すように凸部２ａに当てられた電極３ａに荷重を加えると、非塗装金属板２は周縁部２ｄから凸部２ａの頂点に向かって徐々に潰れていき、図１（ｂ）に示すように、塗装金属板１側へ押さえ付けられて凸部２ａの高さは初期の高さより低くなる。そして、更に電流を流して電気抵抗溶接を続けると、図１（ｃ）に示すように、凸部２ａは完全に押し潰され、ナゲット２ｅが形成されて塗装金属板１と非塗装金属板２が溶接接合された溶接構造体４が得られる。このとき、凸部２ａが潰された部分には、空隙は殆んどなく、例えば、上記特許文献２に示されているように、ナゲットの周辺には空隙は認められない。
【００１８】
このように非塗装金属板２の第一面２ｂに凸部２ａを設け、この凸部２ａに電極３ａを当てて電気抵抗溶接を行なうことで、電気抵抗熱が発生する領域を円周状（即ち、凸部２ａの周辺部２ｄ）にできるため、電気抵抗熱が一箇所に集中するのを防止できる。その結果、塗装金属板１の第二面１ｄ側から母材１ａを通って塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃへ伝熱する熱量の集中が減少するため、塗装金属板１に設けられた塗装膜１ｂは熱影響を受け難くなり、塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃの意匠性は良好なままとなる。
【００１９】
これに対し、後述する図４に示すように、塗装金属板１と、平面状の非塗装金属板２を重ね合わせた積層体を電気抵抗溶接すると、電気抵抗熱は電極３ａを当てた部分に集中するため、局所的に高温に加熱され、この熱が塗装金属板１の母材１ａを伝播して塗装膜１ｂまで集中した状態で到達する結果、塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃの意匠性を劣化させてしまう。
【００２０】
上記非塗装金属板２に設ける凸部の形状は、錐状であればよく、例えば、円錐がある。また、円錐が少し変形した楕円錐であってもよいし、三角錐や多角錐であってもよい。なお、形成のし易さから円錐が最も好ましい。
【００２１】
錐状の凸部２ａの断面形状を、図３を用いて具体的に説明する。図３中、ｔは非塗装金属板２の厚み、ｈは凸部２ａの鉛直方向の高さ、θは凸部２ａの頂点を通る鉛直方向の垂線と母線とのなす角度、ｗは凸部２ａの底面の直径、を示している。
【００２２】
本発明では、凸部２ａの形状は、下記（１）式と（２）式を満足することが好ましい。また、（１）式と（２）式を満足する場合は、下記（３）式も満足することとなる。各式を規定した理由は下記の通りである。
０．５×ｔ（ｍｍ）≦ｈ≦３×ｔ（ｍｍ） ・・・（１）
３０°≦θ≦６０° ・・・（２）
０．６×ｔ（ｍｍ）≦ｗ≦１０．４×ｔ（ｍｍ） ・・・（３）
【００２３】
［（１）式について］
凸部２ａの高さｈ（ｍｍ）は、非塗装金属板２の厚みｔ（ｍｍ）に対して０．５×ｔ〜３×ｔであればよい。高さｈが低過ぎると、溶接したときの電気抵抗熱を分散させることができず、塗装金属板１が局所的に高温に加熱されるため、塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃが熱影響を受けて意匠性が劣化することがある。従って高さｈは０．５×ｔ以上、好ましくは１×ｔ以上とする。しかし高さｈが高過ぎると、凸部２ａの押し込みが困難となり、ナゲット周辺に空隙が発生し、接合強度が確保できない。従って高さｈは３×ｔ以下、好ましくは２．５×ｔ以下とする。
【００２４】
［（２）式について］
凸部２ａの頂点を通る鉛直方向の垂線と母線とのなす角度θは３０°〜６０°であればよい。角度θが小さ過ぎると、凸部２ａの形状が鋭くなり過ぎて、溶接電流の分散状態が不均一となり、溶接抵抗熱の分散が不均一となる。そのため、局所的に高温になり、塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃが熱影響を受けて意匠性が劣化することがある。従って角度θは３０°以上、好ましくは４０°以上とする。しかし角度θが大き過ぎると、凸部２ａの形状が平坦になるため、凸部２ａの底面の周縁部が大きくなる。そのため、凸部２ａに電極ａを当てて電気抵抗溶接を行なうと、上記特許文献２に示されているように、凸部２ａの中央部のみが塗装金属板１に接してしまい、ナゲット周辺に空隙が発生して溶接強度を確保できなくなる。従って角度θは６０°以下、好ましくは５０°以下とする。
【００２５】
［（３）式について］
凸部２ａの底面の直径（開口径）ｗは、凸部２ａの高さｈと角度θが決定されると自ずと決まるが、０．６×ｔ〜１０．４×ｔであることが好ましい。直径ｗが小さ過ぎると高さｈが高くなり過ぎるか、角度θが小さくなり過ぎる。従って直径ｗは０．６×ｔ以上、好ましくは１×ｔ以上とする。しかし直径ｗが大き過ぎると、高さｈが低くなり過ぎるか、角度θが大きくなり過ぎる。従って直径ｗは１０．４×ｔ以下、好ましくは１０．０×ｔ以下とする。
【００２６】
凸部２ａのうち、第一面側の頂点は、鋭角でもよいが、通常、曲面になる。一方、凸部２ａのうち、第二面側の頂点は、鋭角になっているが、曲面になっていてもよい。
【００２７】
凸部２ａは、例えば、先端が錐状の工具を非塗装金属板２に押し当てることによって形成できる。
【００２８】
上記非塗装金属板２の素材は特に限定されないが、強度やコストの面から鋼板を用いることが好ましい。非塗装金属板２は、通常、塗装金属板１の補強のために当て板として用いられるからである。
【００２９】
上記鋼板は、熱延ままの鋼板や冷延ままの鋼板でもよいが、鋼板の表面にめっき（例えば、亜鉛めっきや溶融亜鉛めっきなど）を施した鋼板でもよいし、めっき層を合金化した鋼板（例えば、合金化亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板など）でもよい。また、耐食性を向上させるために化成処理を施していてもよい。化成処理としては、リン酸塩処理やノンクロメート処理などが挙げられる。また、耐指紋性を向上させるための薄膜（クリア膜）や、導電性を付与するための薄膜を形成してもよい。
【００３０】
上記非塗装金属板２の厚みは、例えば、０．６ｍｍ以上であればよい。薄過ぎると補強効果が得られない。従って厚みは０．６ｍｍ以上、好ましくは０．８ｍｍ以上とする。しかし、厚くなり過ぎると、溶接抵抗熱が伝播し難くなり、非塗装金属板２と塗装金属板１とを溶接できない。従って厚みの上限は１ｍｍ程度とする。
【００３１】
一方、上記塗装金属板１は、上記非塗装金属板の片面（第一面）に塗装膜１ｂが施されていればよく、樹脂皮膜が形成されていればよい。樹脂皮膜としては、熱硬化性樹脂皮膜が好ましい。上記熱硬化性樹脂皮膜としては、例えば、ウレタン系樹脂皮膜、アミノプラスト系樹脂皮膜、シリコーン系樹脂皮膜、エポキシ系樹脂皮膜、アクリル系樹脂皮膜などの単独硬化型の熱・紫外線・電子線硬化性樹脂皮膜や、ポリエステル系樹脂皮膜、アクリル系樹脂皮膜、エポキシ系樹脂皮膜などの硬化剤によって硬化する熱硬化性樹脂皮膜などを用いることができる。
【００３２】
上記樹脂皮膜は、単層であってもよいし、２層以上の複層であってもよい。
【００３３】
なお、上記塗装金属板１の非塗装面（第二面）は、熱延ままや冷延ままでもよいが、めっき（例えば、亜鉛めっきや溶融亜鉛めっきなど）が施されていても良い。また、めっき層が合金化されていてもよい。また、耐食性を向上させるために化成処理が施されていてもよい。化成処理としては、上述したように、リン酸塩処理やノンクロメート処理などが挙げられる。また、耐指紋性を向上させるための薄膜（クリア膜）や、導電性を付与するための薄膜が形成されていてもよい。
【００３４】
上記樹脂皮膜には、意匠用の着色顔料の他、無機粒子を配合していてもよい。無機粒子としては、例えば、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、非晶性シリカ、結晶性のガラスフィラー、カオリン、タルク、二酸化チタン、アルミナ、シリカ−アルミナ複合酸化物粒子、硫酸バリウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、ゼオライト、硫化モリブデン、マイカなどが挙げられる。
【００３５】
上記塗装膜（樹脂皮膜）の厚みは特に限定されず、上記塗装金属板１を例えば家具の素材として用いる場合には、１０〜３０μｍ程度とすればよい。
【００３６】
上記塗装金属板１の厚みは、例えば、０．８ｍｍ以上であればよい。厚くなるほど金属板の剛性が高くなる。また、厚くなるほど溶接抵抗熱が塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃへ伝播し難くなるため、該第一面（塗装面）１ｃが熱影響を受けて意匠性が劣化するのを防止できる。従って厚みは、０．８ｍｍ以上、好ましくは１ｍｍ以上、より好ましくは１．２ｍｍ以上とする。しかし母材１ａが厚過ぎると重たくなるため、例えば、家具の素材として用いることが困難となる。従って厚みの上限は１．５ｍｍ程度である。
【００３７】
上記非塗装金属板２の素地金属と上記塗装金属板１の素地金属は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００３８】
電気抵抗溶接に用いる電極３は、公知のものを用いればよく、その素材は、例えば、純銅、クロム銅合金、ベリリウム銅、ジルコニウム銅、ジルコニウムクロム銅などが挙げられる。
【００３９】
電極３の先端部分の形状も特に限定されず、例えば、ＪＩＳ Ｃ９３０４で規定されているＦ形（平面形）、Ｒ形（ラジアス形）、Ｄ形（ドーム形）、ＤＲ形（ドームラジアス形）、ＣＦ形（円錐台形）、ＣＲ形（円錐台ラジアス形）、ＥＦ形（偏心形）、Ｐ形（ポイント形）、ＰＤ形（ポイントドーム形）、ＰＲ形（ポイントドームラジアス形）などが挙げられる。
【００４０】
溶接条件は特に限定されないが、例えば、溶接電流を２〜３．５ｋＡ、通電時間を０．１〜１秒とすればよい。溶接は、電極３に３０〜５０ｋｇ程度の荷重を加え、凸部２ａを押し込みつつ行なえばよい。
【００４１】
電気抵抗溶接の溶接方法としては、スポット溶接を採用できる。具体的には、インダイレクトスポット溶接を採用できる。
【００４２】
上記積層体を溶接するにあたっては、後述する図５に示すように、塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃを保護するために、該第一面（塗装面）１ｃの下にクッション材を敷設することが好ましい。クッション材を敷設することで、溶接後の第一面（塗装面）１ｃに圧痕が発生するのを防止できる。そのため塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃの意匠性を更に向上させることができる。
【００４３】
クッション材としては、溶接熱による熱影響を受けないように、耐熱性を有するものを用いることができ、例えば、樹脂製のフィルムを用いればよい。フィルムの素材としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、飽和ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ＥＶＯＨ樹脂、ＥＶＡ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルファイド、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトン等が挙げられる。また、これらの共重合体や、ブレンド物、グラフト物等、いずれも使用可能である。
【００４４】
上記クッション材は、溶接時に塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃと床面との間に敷設すればよいが、塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃにキズが付くのを防止するのも兼ねて、第一面（塗装面）1ｃの表面に、例えば、粘着性の樹脂製フィルムを貼り付けてもよい。
【００４５】
以上のように、本発明に係る溶接構造体の製造方法によれば、塗装金属板と非塗装金属板を、塗装金属板の塗装面の意匠性を劣化させることなく溶接接合した溶接構造体を提供できる。そのため、本発明の製造方法は、例えば、机や書棚、キャビネットなどの家具を製造するときに採用できる。
【実施例】
【００４６】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００４７】
第一面に塗装が施された塗装金属板と、非塗装金属板を準備し、図２、図４、図５に示すように、非塗装金属板の第一面とは反対側の第二面を、塗装金属板の第一面とは反対側の第二面に当接させた。この積層体を電気抵抗溶接して溶接構造体４を作製した。図２、図４、図５中、１は塗装金属板、２は非塗装金属板、３は電気抵抗溶接用電極を示している。塗装金属板１は、母材１ａの表面に塗装膜１ｂが設けられたものであり、塗装面（第一面）を１ｃ、非塗装面（第二面）を１ｄとする。
【００４８】
図２は、非塗装金属板２として、第一面に錐状の凸部を設けた非塗装金属板２を用いた構成例を示している。図２において、非塗装金属板２のうち、凸部を設けた面を第一面２ｂ、第一面とは反対側の面を第二面２ｃとする。図４は、非塗装金属板２として、平面状の非塗装金属板２を用いた構成例を示している。図５は、図２に示した積層体の塗装面（第一面）１ｃの下に保護フィルム５を敷設した構成例を示している。
【００４９】
本実施例で用いた塗装金属板１と非塗装金属板２は次の通りである。
【００５０】
非塗装金属板２として、厚み（ｔ）０．８ｍｍの電気亜鉛めっき鋼板を用いた。なお、電気亜鉛めっき層は、鋼板の両面に形成されている。
【００５１】
また、下記表１のＮｏ．６〜１２については、この電気亜鉛めっき鋼板に、円錐状の治具を押し付けて凸部を形成した。凸部の断面形状は、図３に示す通りであり、高さ（ｈ）１．６ｍｍ、角度（θ）４５°で、底面の直径（ｗ）３．２ｍｍとした。凸部の頂点には、曲率が０．５ｍｍ程度の曲面になっている。
【００５２】
塗装金属板１は、上記非塗装金属板２の片面に、バーコーターで厚みが２０μｍとなるように塗料を塗布した後、焼付け炉に入れ、到達板温が２３０℃となるように加熱してこの温度で６０秒間保持して焼付けを行なって作製した。
【００５３】
塗料は、ポリエステル樹脂（東洋紡績製、「バイロン２９ＸＳ（商品名）」）１００質量部に、メラミン樹脂（住友化学製、「スミマールＭ−４０ＳＴ（商品名）」）２０質量部加えたものをバインダー樹脂として用い、更に二酸化チタン（テイカ製、「ＪＲ−６０３（商品名）」、平均粒径は０．２８μｍ）を５０質量％添加した。
【００５４】
なお、図５に示した構成例では、塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃの下に、厚み４０μｍのポリエチレン製フィルム（日本ユニカー製）を敷いた。
【００５５】
用意した塗装金属板１と非塗装金属板２を上記図２、図４、図５に示すように重ね合わせ、次に示す条件で溶接を行なった。
【００５６】
溶接試験機は、大同興業製のポータブルスポット溶接機（UNI-PROD 10 DIGITAL DELUXE）を用いた。電極３の材質は、陽極、陰極共に、クロム銅合金であり、電極３の先端は４ｍｍφの曲面である。溶接は、電極３ａに３０〜５０ｋｇの荷重を加え、非塗装金属板２を塗装金属板１側へ押し込みながら行なった。溶接時の溶接電流（ｋＡ）と通電時間（秒）を下記表１に示す。なお、電極３ｂには、電極３ｂが塗装金属板１の第二面（非塗装面）１ｄから離れない程度の荷重を加えている。
【００５７】
上記積層体を溶接して得られた溶接構造体４について、接合の可否と、塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃにおける変色の有無を目視で観察して意匠性を評価した。また、意匠性として、第一面（塗装面）１ｃに圧痕が発生しているか否かも目視で観察した。
【００５８】
《接合の可否》
接合の可否は、溶接構造体４に１ｋｇ程度の荷重を加えても金属板同士が離れなかった場合を合格（表１に「可」で示す。）、溶接構造体４を持ち上げただけで金属板同士が離れるか、１ｋｇ程度の荷重を加えたときに金属板同士が離れた場合を不合格（表１に「否」で示す。）として評価した。評価結果を下記表１に示す。
【００５９】
《変色の有無》
塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃにおける変色の有無は、第一面（塗装面）１ｃを目視で観察したときに、変色が認められない場合を合格（表１に「無し」で示す。）、変色が認められた場合を不合格（表１に「有り」で示す。）として評価した。評価結果を下記表１に示す。なお、溶接前の塗装面は、白色であり、溶接時に熱の影響を受けると、塗装面はクリーム色〜黄色〜茶色へと変色する。
【００６０】
《圧痕の有無》
また、塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃにおける圧痕の有無を目視で観察した結果を下記表１に示す。なお、溶接構造体４には圧痕が発生していないことが望ましいが、圧痕が発生していても第一面（塗装面）１ｃに変色が認められないものを「意匠性良好（合格）」とする。
【００６１】
下記表１から次のように考察できる。Ｎｏ．１〜５は、図４に示したように、平面状の非塗装金属板２を塗装金属板１の第二面に当接させた積層体を溶接した例である。Ｎｏ．１とＮｏ．３は、溶接接合できているが、溶接後の第一面（塗装面）１ｃに変色が認められ、意匠性が劣化している。Ｎｏ．２は、溶接後の第一面（塗装面）１ｃに変色は認められないが、溶接接合できていない。Ｎｏ，４とＮｏ．５は、溶接後の第一面（塗装面）１ｃに変色が認められるうえ、溶接接合できていない。
【００６２】
Ｎｏ．６〜１１は、図２に示したように、非塗装金属板２の第二面を塗装金属板１の第二面に当接させた積層体を溶接した例である。これらのうちＮｏ．７〜９は、溶接後の第一面（塗装面）１ｃを変色させることなく、溶接接合できている。一方、Ｎｏ．６、１０、１１は、参考例である。Ｎｏ．６は、溶接電流が大き過ぎた例であり、溶接接合できているものの、溶接後の第一面（塗装面）１ｃに変色が認められた。Ｎｏ．１０とＮｏ．１１は、溶接電流が小さ過ぎた例であり、溶接後の第一面（塗装面）１ｃに変色は認められないが、溶接接合できていない。
【００６３】
なお、Ｎｏ．１〜１１では、溶接後の第一面（塗装面）１ｃに圧痕が認められた。
【００６４】
一方、Ｎｏ．１２は、図５に示したように、塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃを保護するためのフィルムを第一面（塗装面）１ｃの下に敷設して溶接を行なったため、溶接後の第一面（塗装面）１ｃを変色させることなく溶接接合できており、しかも溶接後の第一面（塗装面）１ｃには圧痕も認められなかった。
【００６５】
【表１】
【符号の説明】
【００６６】
１ 塗装金属板
１ａ 母材
１ｂ 塗装膜
１ｃ 塗装面
１ｄ 非塗装面
２ 非塗装金属板
２ａ 凸部
３ 電気抵抗溶接用電極
４ 溶接構造体
５ 保護フィルム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板同士を電気抵抗溶接して溶接構造体を製造する方法に関するものであり、詳細には、片面に予め塗装が施された塗装金属板と、非塗装金属板を電気抵抗溶接して溶接構造体を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
机や書棚、キャビネットなどの家具は、強度を確保するために、非塗装金属板（例えば、鋼板）同士を電気抵抗溶接によって接合し、組み立てられた後、外観を良好なものとして意匠性を高めるために、表面にスプレーやはけ塗り等によって塗装が施される。しかし、生産性の向上やコスト削減のために、片面に予め塗装が施された塗装金属板（プレコート金属板と呼ばれることがある。）と非塗装金属板を電気抵抗溶接して接合し、組み立てることが試みられている。
【０００３】
片面に予め塗装が施された塗装金属板と、塗装が施されていない非塗装金属板を電気抵抗溶接して溶接構造体を製造する技術として、例えば、特許文献１、２が知られている。特許文献１には、少なくとも片面に塗装が施された塗装板の非塗装面に、板材を重ね合わせ、塗装板の塗膜を除いた箇所に電気抵抗溶接用の電極を当接させて電気抵抗溶接を行なうことが開示されている。特許文献２には、金属板の一部に、一般部より一段高い座面を形成し、この座面に電極を加圧接触させて座面を押しつぶすように溶接することを特徴とするシリーズスポット溶接方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２１０５６４号公報
【特許文献２】特開２００２−２３９７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし上記特許文献１の技術では、電気抵抗溶接を行なうために金属面を露出させなければならず、操作が煩雑となる。また、上記特許文献２の技術では、座面の周縁部よりも中央部が先に押し潰されるため、溶接時に形成されるナゲット周辺に空隙が発生し、溶接強度が低下することがある。
【０００６】
また、溶接時に発生する熱によって塗装膜が熱影響を受けると、塗装膜は変色し、意匠性が劣化するという問題も生じる。そのため塗装金属板と非塗装金属板を溶接して溶接構造体を製造する技術は、上述した特許文献１や２の技術が提案されているものの、塗装金属板の意匠性を劣化させることなく、塗装金属板と非塗装金属板を溶接して溶接構造体を製造することは困難であり、未だ実用化されていないのが実情である。
【０００７】
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、片面に予め塗装が施された塗装金属板と、塗装が施されていない非塗装金属板を電気抵抗溶接して溶接構造体を製造したときに、塗装金属板の塗装面を変色させることなく溶接接合できる溶接構造体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決することのできた本発明に係る溶接構造体の製造方法とは、第一面に塗装が施された塗装金属板と、第一面に錐状の凸部を設けた非塗装金属板を準備し、前記非塗装金属板の第一面とは反対側の第二面を前記塗装金属板の第一面とは反対側の第二面に当接させ、前記凸部に電気抵抗溶接用の電極を当てて電気抵抗溶接を行なう点に要旨を有する。
【０００９】
前記塗装金属板の厚みは、例えば、０．８ｍｍ以上で、前記非塗装金属板の厚みは、例えば、０．６ｍｍ以上である。前記塗装金属板および／または前記非塗装金属板の母材は、鋼板であってもよい。この鋼板は、亜鉛めっき鋼板であってもよい。前記塗装金属板に設けられた塗装膜は、例えば、熱硬化性樹脂膜が挙げられる。
【００１０】
本発明には、上記の製造方法で得られた溶接構造体を含む家具も包含される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第一面に錐状の凸部を設けた非塗装金属板を準備し、この非塗装金属板の第二面（第一面とは反対側の面）を、片面に塗装が施された塗装金属板の非塗装面（以下、第二面と呼ぶことがある。）に当接させ、凸部に電気抵抗溶接用の電極を当てて電気抵抗溶接を行なっているため、溶接時に非塗装金属板の第二面と塗装金属板の第二面の間に発生する熱を、非塗装金属板に設けられた凸部の底面周縁に分散させることができる。その結果、塗装金属板が溶接時に局所的に加熱されることを防止できるため、溶接熱が塗装金属板内を塗装面まで伝導して塗装膜に熱影響を与えて変色するのを防止でき、意匠性に優れた溶接構造体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、溶接構造体を製造するときの過程を示した説明図である。
【図２】図２は、図１（ａ）の拡大図である。
【図３】図３は、図１（ａ）に示した非塗装金属板２の拡大図である。
【図４】図４は、非塗装金属板２として、平面状の非塗装金属板２を用いた構成例を示す説明図である。
【図５】図５は、図２に示した積層体の塗装面（第一面）１ｃの下に保護フィルム５を敷設した構成例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明者らは、片面に塗装が施された塗装金属板（即ち、塗装膜が設けられた金属板）と、非塗装金属板を溶接したときに、塗装金属板に設けられた塗装膜が溶接時に熱影響を受けて変色するのを防止し、塗装金属板の意匠性が良好な溶接構造体を製造する方法について鋭意検討を重ねてきた。その結果、第一面に錐状の凸部を設けた非塗装金属板を準備し、この非塗装金属板の第二面を、塗装金属板の第一面（塗装面）とは反対側の第二面に当接させて積層体とし、非塗装金属板に設けた凸部に電気抵抗溶接用電極を当てて電気抵抗溶接を行なえば、溶接時に発生する熱を分散させることができるため、塗装面の意匠性を劣化させることなく溶接構造体を製造できることを見出し、本発明を完成した。
【００１４】
以下、本発明の溶接構造体を製造する方法について図面を参照しつつ具体的に説明するが、本発明は図示例に限定されるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００１５】
図１は、本発明に係る溶接構造体を製造するときの過程を模式的に示した説明図であり、縦断面図で示している。図２は、図１（ａ）の拡大図である。図３は、図１（ａ）に示した非塗装金属板２の拡大図である。
【００１６】
図中、１は塗装金属板、２は非塗装金属板、３は電気抵抗溶接用の電極を示している。塗装金属板１は、母材１ａの片面に塗装が施されており、１ｂは塗装膜を示している。本明細書では、塗装が施された面を第一面１ｃ、この第一面１ｃとは反対側の面を第二面（非塗装面）１ｄとする。非塗装金属板２には、錐状の凸部２ａが設けられており、本明細書では、凸部２ａが設けられた面を第一面２ｂ、この第一面２ｂとは反対側の面を第二面２ｃとする。
【００１７】
本発明では、図１（ａ）に示すように、第一面に塗装が施された塗装金属板１と、第一面に錐状の凸部２ａを設けた非塗装金属板２を準備し、非塗装金属板２の第一面とは反対側の第二面を、塗装金属板１の第一面とは反対側の第二面に当接させて積層体とする。そして、非塗装鋼板２に設けた凸部２ａに、電気抵抗溶接用の電極３ａを当てて電気抵抗溶接を行なう。このとき他方の電極３ｂは、塗装金属板１の第二面（非塗装面）１ｄに当てる。電極３ａを凸部２ａに当てて電気抵抗溶接を行なうと、図２に示した凸部２ａの周縁部２ｄと、塗装金属板１のうち前記周縁部２ｄと接する部位との間で、溶接電流が流れ、電気抵抗熱によって周縁部２ｄが加熱される。加熱された周縁部２ｄは、軟化する。更に溶接電流を流して電気抵抗溶接を続けると、凸部２ａの周縁部２ｄから母線に沿って側面部へと電気抵抗熱が伝播し、凸部２ａの側面部も軟化する。その結果、凸部２ａを塗装金属板１側へ押すように凸部２ａに当てられた電極３ａに荷重を加えると、非塗装金属板２は周縁部２ｄから凸部２ａの頂点に向かって徐々に潰れていき、図１（ｂ）に示すように、塗装金属板１側へ押さえ付けられて凸部２ａの高さは初期の高さより低くなる。そして、更に電流を流して電気抵抗溶接を続けると、図１（ｃ）に示すように、凸部２ａは完全に押し潰され、ナゲット２ｅが形成されて塗装金属板１と非塗装金属板２が溶接接合された溶接構造体４が得られる。このとき、凸部２ａが潰された部分には、空隙は殆んどなく、例えば、上記特許文献２に示されているように、ナゲットの周辺には空隙は認められない。
【００１８】
このように非塗装金属板２の第一面２ｂに凸部２ａを設け、この凸部２ａに電極３ａを当てて電気抵抗溶接を行なうことで、電気抵抗熱が発生する領域を円周状（即ち、凸部２ａの周辺部２ｄ）にできるため、電気抵抗熱が一箇所に集中するのを防止できる。その結果、塗装金属板１の第二面１ｄ側から母材１ａを通って塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃへ伝熱する熱量の集中が減少するため、塗装金属板１に設けられた塗装膜１ｂは熱影響を受け難くなり、塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃの意匠性は良好なままとなる。
【００１９】
これに対し、後述する図４に示すように、塗装金属板１と、平面状の非塗装金属板２を重ね合わせた積層体を電気抵抗溶接すると、電気抵抗熱は電極３ａを当てた部分に集中するため、局所的に高温に加熱され、この熱が塗装金属板１の母材１ａを伝播して塗装膜１ｂまで集中した状態で到達する結果、塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃの意匠性を劣化させてしまう。
【００２０】
上記非塗装金属板２に設ける凸部の形状は、錐状であればよく、例えば、円錐がある。また、円錐が少し変形した楕円錐であってもよいし、三角錐や多角錐であってもよい。なお、形成のし易さから円錐が最も好ましい。
【００２１】
錐状の凸部２ａの断面形状を、図３を用いて具体的に説明する。図３中、ｔは非塗装金属板２の厚み、ｈは凸部２ａの鉛直方向の高さ、θは凸部２ａの頂点を通る鉛直方向の垂線と母線とのなす角度、ｗは凸部２ａの底面の直径、を示している。
【００２２】
本発明では、凸部２ａの形状は、下記（１）式と（２）式を満足することが好ましい。また、（１）式と（２）式を満足する場合は、下記（３）式も満足することとなる。各式を規定した理由は下記の通りである。
０．５×ｔ（ｍｍ）≦ｈ≦３×ｔ（ｍｍ） ・・・（１）
３０°≦θ≦６０° ・・・（２）
０．６×ｔ（ｍｍ）≦ｗ≦１０．４×ｔ（ｍｍ） ・・・（３）
【００２３】
［（１）式について］
凸部２ａの高さｈ（ｍｍ）は、非塗装金属板２の厚みｔ（ｍｍ）に対して０．５×ｔ〜３×ｔであればよい。高さｈが低過ぎると、溶接したときの電気抵抗熱を分散させることができず、塗装金属板１が局所的に高温に加熱されるため、塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃが熱影響を受けて意匠性が劣化することがある。従って高さｈは０．５×ｔ以上、好ましくは１×ｔ以上とする。しかし高さｈが高過ぎると、凸部２ａの押し込みが困難となり、ナゲット周辺に空隙が発生し、接合強度が確保できない。従って高さｈは３×ｔ以下、好ましくは２．５×ｔ以下とする。
【００２４】
［（２）式について］
凸部２ａの頂点を通る鉛直方向の垂線と母線とのなす角度θは３０°〜６０°であればよい。角度θが小さ過ぎると、凸部２ａの形状が鋭くなり過ぎて、溶接電流の分散状態が不均一となり、溶接抵抗熱の分散が不均一となる。そのため、局所的に高温になり、塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃが熱影響を受けて意匠性が劣化することがある。従って角度θは３０°以上、好ましくは４０°以上とする。しかし角度θが大き過ぎると、凸部２ａの形状が平坦になるため、凸部２ａの底面の周縁部が大きくなる。そのため、凸部２ａに電極ａを当てて電気抵抗溶接を行なうと、上記特許文献２に示されているように、凸部２ａの中央部のみが塗装金属板１に接してしまい、ナゲット周辺に空隙が発生して溶接強度を確保できなくなる。従って角度θは６０°以下、好ましくは５０°以下とする。
【００２５】
［（３）式について］
凸部２ａの底面の直径（開口径）ｗは、凸部２ａの高さｈと角度θが決定されると自ずと決まるが、０．６×ｔ〜１０．４×ｔであることが好ましい。直径ｗが小さ過ぎると高さｈが高くなり過ぎるか、角度θが小さくなり過ぎる。従って直径ｗは０．６×ｔ以上、好ましくは１×ｔ以上とする。しかし直径ｗが大き過ぎると、高さｈが低くなり過ぎるか、角度θが大きくなり過ぎる。従って直径ｗは１０．４×ｔ以下、好ましくは１０．０×ｔ以下とする。
【００２６】
凸部２ａのうち、第一面側の頂点は、鋭角でもよいが、通常、曲面になる。一方、凸部２ａのうち、第二面側の頂点は、鋭角になっているが、曲面になっていてもよい。
【００２７】
凸部２ａは、例えば、先端が錐状の工具を非塗装金属板２に押し当てることによって形成できる。
【００２８】
上記非塗装金属板２の素材は特に限定されないが、強度やコストの面から鋼板を用いることが好ましい。非塗装金属板２は、通常、塗装金属板１の補強のために当て板として用いられるからである。
【００２９】
上記鋼板は、熱延ままの鋼板や冷延ままの鋼板でもよいが、鋼板の表面にめっき（例えば、亜鉛めっきや溶融亜鉛めっきなど）を施した鋼板でもよいし、めっき層を合金化した鋼板（例えば、合金化亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板など）でもよい。また、耐食性を向上させるために化成処理を施していてもよい。化成処理としては、リン酸塩処理やノンクロメート処理などが挙げられる。また、耐指紋性を向上させるための薄膜（クリア膜）や、導電性を付与するための薄膜を形成してもよい。
【００３０】
上記非塗装金属板２の厚みは、例えば、０．６ｍｍ以上であればよい。薄過ぎると補強効果が得られない。従って厚みは０．６ｍｍ以上、好ましくは０．８ｍｍ以上とする。しかし、厚くなり過ぎると、溶接抵抗熱が伝播し難くなり、非塗装金属板２と塗装金属板１とを溶接できない。従って厚みの上限は１ｍｍ程度とする。
【００３１】
一方、上記塗装金属板１は、上記非塗装金属板の片面（第一面）に塗装膜１ｂが施されていればよく、樹脂皮膜が形成されていればよい。樹脂皮膜としては、熱硬化性樹脂皮膜が好ましい。上記熱硬化性樹脂皮膜としては、例えば、ウレタン系樹脂皮膜、アミノプラスト系樹脂皮膜、シリコーン系樹脂皮膜、エポキシ系樹脂皮膜、アクリル系樹脂皮膜などの単独硬化型の熱・紫外線・電子線硬化性樹脂皮膜や、ポリエステル系樹脂皮膜、アクリル系樹脂皮膜、エポキシ系樹脂皮膜などの硬化剤によって硬化する熱硬化性樹脂皮膜などを用いることができる。
【００３２】
上記樹脂皮膜は、単層であってもよいし、２層以上の複層であってもよい。
【００３３】
なお、上記塗装金属板１の非塗装面（第二面）は、熱延ままや冷延ままでもよいが、めっき（例えば、亜鉛めっきや溶融亜鉛めっきなど）が施されていても良い。また、めっき層が合金化されていてもよい。また、耐食性を向上させるために化成処理が施されていてもよい。化成処理としては、上述したように、リン酸塩処理やノンクロメート処理などが挙げられる。また、耐指紋性を向上させるための薄膜（クリア膜）や、導電性を付与するための薄膜が形成されていてもよい。
【００３４】
上記樹脂皮膜には、意匠用の着色顔料の他、無機粒子を配合していてもよい。無機粒子としては、例えば、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、非晶性シリカ、結晶性のガラスフィラー、カオリン、タルク、二酸化チタン、アルミナ、シリカ−アルミナ複合酸化物粒子、硫酸バリウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、ゼオライト、硫化モリブデン、マイカなどが挙げられる。
【００３５】
上記塗装膜（樹脂皮膜）の厚みは特に限定されず、上記塗装金属板１を例えば家具の素材として用いる場合には、１０〜３０μｍ程度とすればよい。
【００３６】
上記塗装金属板１の厚みは、例えば、０．８ｍｍ以上であればよい。厚くなるほど金属板の剛性が高くなる。また、厚くなるほど溶接抵抗熱が塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃへ伝播し難くなるため、該第一面（塗装面）１ｃが熱影響を受けて意匠性が劣化するのを防止できる。従って厚みは、０．８ｍｍ以上、好ましくは１ｍｍ以上、より好ましくは１．２ｍｍ以上とする。しかし母材１ａが厚過ぎると重たくなるため、例えば、家具の素材として用いることが困難となる。従って厚みの上限は１．５ｍｍ程度である。
【００３７】
上記非塗装金属板２の素地金属と上記塗装金属板１の素地金属は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００３８】
電気抵抗溶接に用いる電極３は、公知のものを用いればよく、その素材は、例えば、純銅、クロム銅合金、ベリリウム銅、ジルコニウム銅、ジルコニウムクロム銅などが挙げられる。
【００３９】
電極３の先端部分の形状も特に限定されず、例えば、ＪＩＳ Ｃ９３０４で規定されているＦ形（平面形）、Ｒ形（ラジアス形）、Ｄ形（ドーム形）、ＤＲ形（ドームラジアス形）、ＣＦ形（円錐台形）、ＣＲ形（円錐台ラジアス形）、ＥＦ形（偏心形）、Ｐ形（ポイント形）、ＰＤ形（ポイントドーム形）、ＰＲ形（ポイントドームラジアス形）などが挙げられる。
【００４０】
溶接条件は特に限定されないが、例えば、溶接電流を２〜３．５ｋＡ、通電時間を０．１〜１秒とすればよい。溶接は、電極３に３０〜５０ｋｇ程度の荷重を加え、凸部２ａを押し込みつつ行なえばよい。
【００４１】
電気抵抗溶接の溶接方法としては、スポット溶接を採用できる。具体的には、インダイレクトスポット溶接を採用できる。
【００４２】
上記積層体を溶接するにあたっては、後述する図５に示すように、塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃを保護するために、該第一面（塗装面）１ｃの下にクッション材を敷設することが好ましい。クッション材を敷設することで、溶接後の第一面（塗装面）１ｃに圧痕が発生するのを防止できる。そのため塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃの意匠性を更に向上させることができる。
【００４３】
クッション材としては、溶接熱による熱影響を受けないように、耐熱性を有するものを用いることができ、例えば、樹脂製のフィルムを用いればよい。フィルムの素材としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、飽和ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ＥＶＯＨ樹脂、ＥＶＡ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルファイド、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトン等が挙げられる。また、これらの共重合体や、ブレンド物、グラフト物等、いずれも使用可能である。
【００４４】
上記クッション材は、溶接時に塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃと床面との間に敷設すればよいが、塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃにキズが付くのを防止するのも兼ねて、第一面（塗装面）1ｃの表面に、例えば、粘着性の樹脂製フィルムを貼り付けてもよい。
【００４５】
以上のように、本発明に係る溶接構造体の製造方法によれば、塗装金属板と非塗装金属板を、塗装金属板の塗装面の意匠性を劣化させることなく溶接接合した溶接構造体を提供できる。そのため、本発明の製造方法は、例えば、机や書棚、キャビネットなどの家具を製造するときに採用できる。
【実施例】
【００４６】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００４７】
第一面に塗装が施された塗装金属板と、非塗装金属板を準備し、図２、図４、図５に示すように、非塗装金属板の第一面とは反対側の第二面を、塗装金属板の第一面とは反対側の第二面に当接させた。この積層体を電気抵抗溶接して溶接構造体４を作製した。図２、図４、図５中、１は塗装金属板、２は非塗装金属板、３は電気抵抗溶接用電極を示している。塗装金属板１は、母材１ａの表面に塗装膜１ｂが設けられたものであり、塗装面（第一面）を１ｃ、非塗装面（第二面）を１ｄとする。
【００４８】
図２は、非塗装金属板２として、第一面に錐状の凸部を設けた非塗装金属板２を用いた構成例を示している。図２において、非塗装金属板２のうち、凸部を設けた面を第一面２ｂ、第一面とは反対側の面を第二面２ｃとする。図４は、非塗装金属板２として、平面状の非塗装金属板２を用いた構成例を示している。図５は、図２に示した積層体の塗装面（第一面）１ｃの下に保護フィルム５を敷設した構成例を示している。
【００４９】
本実施例で用いた塗装金属板１と非塗装金属板２は次の通りである。
【００５０】
非塗装金属板２として、厚み（ｔ）０．８ｍｍの電気亜鉛めっき鋼板を用いた。なお、電気亜鉛めっき層は、鋼板の両面に形成されている。
【００５１】
また、下記表１のＮｏ．６〜１２については、この電気亜鉛めっき鋼板に、円錐状の治具を押し付けて凸部を形成した。凸部の断面形状は、図３に示す通りであり、高さ（ｈ）１．６ｍｍ、角度（θ）４５°で、底面の直径（ｗ）３．２ｍｍとした。凸部の頂点には、曲率が０．５ｍｍ程度の曲面になっている。
【００５２】
塗装金属板１は、上記非塗装金属板２の片面に、バーコーターで厚みが２０μｍとなるように塗料を塗布した後、焼付け炉に入れ、到達板温が２３０℃となるように加熱してこの温度で６０秒間保持して焼付けを行なって作製した。
【００５３】
塗料は、ポリエステル樹脂（東洋紡績製、「バイロン２９ＸＳ（商品名）」）１００質量部に、メラミン樹脂（住友化学製、「スミマールＭ−４０ＳＴ（商品名）」）２０質量部加えたものをバインダー樹脂として用い、更に二酸化チタン（テイカ製、「ＪＲ−６０３（商品名）」、平均粒径は０．２８μｍ）を５０質量％添加した。
【００５４】
なお、図５に示した構成例では、塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃの下に、厚み４０μｍのポリエチレン製フィルム（日本ユニカー製）を敷いた。
【００５５】
用意した塗装金属板１と非塗装金属板２を上記図２、図４、図５に示すように重ね合わせ、次に示す条件で溶接を行なった。
【００５６】
溶接試験機は、大同興業製のポータブルスポット溶接機（UNI-PROD 10 DIGITAL DELUXE）を用いた。電極３の材質は、陽極、陰極共に、クロム銅合金であり、電極３の先端は４ｍｍφの曲面である。溶接は、電極３ａに３０〜５０ｋｇの荷重を加え、非塗装金属板２を塗装金属板１側へ押し込みながら行なった。溶接時の溶接電流（ｋＡ）と通電時間（秒）を下記表１に示す。なお、電極３ｂには、電極３ｂが塗装金属板１の第二面（非塗装面）１ｄから離れない程度の荷重を加えている。
【００５７】
上記積層体を溶接して得られた溶接構造体４について、接合の可否と、塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃにおける変色の有無を目視で観察して意匠性を評価した。また、意匠性として、第一面（塗装面）１ｃに圧痕が発生しているか否かも目視で観察した。
【００５８】
《接合の可否》
接合の可否は、溶接構造体４に１ｋｇ程度の荷重を加えても金属板同士が離れなかった場合を合格（表１に「可」で示す。）、溶接構造体４を持ち上げただけで金属板同士が離れるか、１ｋｇ程度の荷重を加えたときに金属板同士が離れた場合を不合格（表１に「否」で示す。）として評価した。評価結果を下記表１に示す。
【００５９】
《変色の有無》
塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃにおける変色の有無は、第一面（塗装面）１ｃを目視で観察したときに、変色が認められない場合を合格（表１に「無し」で示す。）、変色が認められた場合を不合格（表１に「有り」で示す。）として評価した。評価結果を下記表１に示す。なお、溶接前の塗装面は、白色であり、溶接時に熱の影響を受けると、塗装面はクリーム色〜黄色〜茶色へと変色する。
【００６０】
《圧痕の有無》
また、塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃにおける圧痕の有無を目視で観察した結果を下記表１に示す。なお、溶接構造体４には圧痕が発生していないことが望ましいが、圧痕が発生していても第一面（塗装面）１ｃに変色が認められないものを「意匠性良好（合格）」とする。
【００６１】
下記表１から次のように考察できる。Ｎｏ．１〜５は、図４に示したように、平面状の非塗装金属板２を塗装金属板１の第二面に当接させた積層体を溶接した例である。Ｎｏ．１とＮｏ．３は、溶接接合できているが、溶接後の第一面（塗装面）１ｃに変色が認められ、意匠性が劣化している。Ｎｏ．２は、溶接後の第一面（塗装面）１ｃに変色は認められないが、溶接接合できていない。Ｎｏ，４とＮｏ．５は、溶接後の第一面（塗装面）１ｃに変色が認められるうえ、溶接接合できていない。
【００６２】
Ｎｏ．６〜１１は、図２に示したように、非塗装金属板２の第二面を塗装金属板１の第二面に当接させた積層体を溶接した例である。これらのうちＮｏ．７〜９は、溶接後の第一面（塗装面）１ｃを変色させることなく、溶接接合できている。一方、Ｎｏ．６、１０、１１は、参考例である。Ｎｏ．６は、溶接電流が大き過ぎた例であり、溶接接合できているものの、溶接後の第一面（塗装面）１ｃに変色が認められた。Ｎｏ．１０とＮｏ．１１は、溶接電流が小さ過ぎた例であり、溶接後の第一面（塗装面）１ｃに変色は認められないが、溶接接合できていない。
【００６３】
なお、Ｎｏ．１〜１１では、溶接後の第一面（塗装面）１ｃに圧痕が認められた。
【００６４】
一方、Ｎｏ．１２は、図５に示したように、塗装金属板１の第一面（塗装面）１ｃを保護するためのフィルムを第一面（塗装面）１ｃの下に敷設して溶接を行なったため、溶接後の第一面（塗装面）１ｃを変色させることなく溶接接合できており、しかも溶接後の第一面（塗装面）１ｃには圧痕も認められなかった。
【００６５】
【表１】
【符号の説明】
【００６６】
１ 塗装金属板
１ａ 母材
１ｂ 塗装膜
１ｃ 塗装面
１ｄ 非塗装面
２ 非塗装金属板
２ａ 凸部
３ 電気抵抗溶接用電極
４ 溶接構造体
５ 保護フィルム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板同士を溶接して溶接構造体を製造する方法であって、
第一面に塗装が施された塗装金属板と、第一面に錐状の凸部を設けた非塗装金属板を準備し、前記非塗装金属板の第一面とは反対側の第二面を前記塗装金属板の第一面とは反対側の第二面に当接させ、前記凸部に電気抵抗溶接用の電極を当てて電気抵抗溶接を行なうことを特徴とする溶接構造体の製造方法。
【請求項２】
前記塗装金属板の厚みが０．８ｍｍ以上で、前記非塗装金属板の厚みが０．６ｍｍ以上である請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記塗装金属板および／または前記非塗装金属板の母材が鋼板である請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記塗装金属板および／または前記非塗装金属板の母材が亜鉛めっき鋼板である請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項５】
前記塗装金属板に設けられた塗装膜が、熱硬化性樹脂膜である請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法で得られた溶接構造体を含む家具。
【請求項１】
金属板同士を溶接して溶接構造体を製造する方法であって、
第一面に塗装が施された塗装金属板と、第一面に錐状の凸部を設けた非塗装金属板を準備し、前記非塗装金属板の第一面とは反対側の第二面を前記塗装金属板の第一面とは反対側の第二面に当接させ、前記凸部に電気抵抗溶接用の電極を当てて電気抵抗溶接を行なうことを特徴とする溶接構造体の製造方法。
【請求項２】
前記塗装金属板の厚みが０．８ｍｍ以上で、前記非塗装金属板の厚みが０．６ｍｍ以上である請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記塗装金属板および／または前記非塗装金属板の母材が鋼板である請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記塗装金属板および／または前記非塗装金属板の母材が亜鉛めっき鋼板である請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項５】
前記塗装金属板に設けられた塗装膜が、熱硬化性樹脂膜である請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法で得られた溶接構造体を含む家具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２２７９６０（Ｐ２０１０−２２７９６０Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７７０９２（Ｐ２００９−７７０９２）
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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